Monitoraggio dell'impianto fotovoltaico con il contatore fiscale

Il monitoraggio di un impianto fotovoltaico serve a sapere ogni giorno quanta energia produce e ad accorgersi presto quando produce meno del dovuto. Il contatore fiscale dà il dato di riferimento: la curva quartoraria e i registri dell'energia, misurati da uno strumento certificato. Non sostituisce inverter, sensori e SCADA, ma è la base con cui confrontare tutto il resto.

Cos'è il monitoraggio di un impianto fotovoltaico

Monitorare vuol dire raccogliere in modo continuo i dati che descrivono il funzionamento dell'impianto e trasformarli in controlli e indicatori. La norma di riferimento è la IEC 61724-1, che definisce terminologia, apparecchiature e metodi per il monitoraggio e l'analisi delle prestazioni degli impianti fotovoltaici. L'edizione 2.0 del 2021 ha eliminato la classe C: oggi le classi di sistema di monitoraggio sono la A e la B.

In un impianto di medie o grandi dimensioni i dati arrivano da più fonti:

• Inverter: potenza ed energia in uscita, tensioni e correnti lato continua per ogni MPPT, temperature interne, segnali di guasto.
• Sensori meteo: irraggiamento sul piano dei moduli, temperatura dei moduli e dell'aria.
• Contatori: l'energia prodotta, immessa e prelevata.
• Datalogger e SCADA: raccolgono tutto, lo archiviano e generano allarmi.

Le linee guida O&M di SolarPower Europe indicano per la registrazione un intervallo compreso tra 1 e 15 minuti, uniforme per tutti i dati dello stesso impianto.

Perché partire dal contatore fiscale

Tra tutte le fonti, il contatore fiscale è quella con il peso maggiore per i conti. Per tre motivi.

1. È il dato che conta per incentivi e misure ufficiali. Dal 1° gennaio 2016 il gestore di rete è responsabile della raccolta, validazione, registrazione e messa a disposizione dei dati di misura dell'energia prodotta, e il GSE usa questi dati per gli incentivi.
2. È più preciso degli inverter. Le stesse linee guida di SolarPower Europe indicano i dati del contatore come il miglior riferimento per misurare l'energia e calcolare performance ratio e resa, molto più accurato dei dati degli inverter. I contatori fiscali trifase hanno una classe di precisione dichiarata: per esempio la famiglia Landis+Gyr E650 è disponibile in classi da 0,2 a 1 per l'energia attiva. Un costruttore di inverter, SMA, scrive invece che i canali di misura dei suoi inverter Sunny Boy e Sunny Mini Central possono avere una tolleranza fino a ±3% sul fondo scala lato alternata.
3. Ha un canale di comunicazione suo. Il contatore fiscale ha in genere un proprio modem con SIM: si può leggere anche quando la rete dati dell'impianto o lo SCADA sono fermi.

Cosa misura il contatore fiscale

Il contatore di produzione misura l'energia prodotta lorda. Nei decreti del Conto Energia, per gli impianti connessi in media o alta tensione, è l'energia misurata all'uscita degli inverter in bassa tensione, prima della trasformazione in media tensione e prima delle utenze del produttore. Quindi tra inverter e contatore di produzione ci sono di solito solo i cavi in alternata; trasformatore, servizi ausiliari e linea fino al punto di consegna stanno dopo.

Dal contatore puoi ricavare:

• La curva di carico: l'energia di ogni intervallo, di solito il quarto d'ora. Nei contatori Landis+Gyr E650, per esempio, i profili di carico si configurano con un periodo da 1 a 60 minuti. Vedi la curva di carico quartoraria.
• I registri totalizzatori: l'energia attiva nei due versi, nei registri 1.8.0 e 2.8.0. Quale dei due contiene l'energia prodotta dipende da come è installato il contatore.
• L'energia reattiva, se il contatore la registra.

Attenzione al fattore K: se il contatore è inserito su trasformatori di misura TA e TV, le letture vanno moltiplicate per il rapporto di trasformazione. Un fattore K sbagliato sposta tutti i numeri della stessa percentuale.

Cosa puoi vedere nella curva quartoraria

Con la curva di un giorno sotto gli occhi molti problemi si riconoscono subito. La curva non dice la causa, ma dice dove guardare.

Per riconoscere questi segni nel dettaglio vedi la curva di produzione fotovoltaica.

Quali indicatori calcolare con i dati del contatore

I kWh da soli non bastano per confrontare giorni, mesi e impianti diversi. Servono indicatori normalizzati.

Resa specifica (kWh/kWp)

La resa specifica, o resa finale Yf, è l'energia prodotta divisa per la potenza nominale in corrente continua dell'impianto. Ad esempio, un impianto da 500 kWp che in un mese produce 60.000 kWh ha una resa di 60.000 / 500 = 120 kWh/kWp. Con la resa specifica puoi confrontare un impianto con sé stesso negli anni e con impianti vicini di taglia diversa. È il primo indicatore da tenere sotto controllo e si calcola con il solo dato del contatore.

Performance ratio

Il performance ratio mette in rapporto la resa specifica con l'irraggiamento ricevuto dai moduli. Dice quanta parte dell'energia teoricamente disponibile l'impianto ha davvero trasformato, al netto del meteo. Serve però una misura dell'irraggiamento sul piano dei moduli: con il solo contatore non si calcola. Formula ed esempi in performance ratio del fotovoltaico.

Disponibilità

La disponibilità misura per quanta parte del tempo utile, cioè con irraggiamento sopra una soglia minima, l'impianto era in grado di produrre. Con la curva quartoraria del contatore puoi documentare i quarti d'ora a produzione zero dell'intero impianto.

Come confrontare la produzione senza un sensore di irraggiamento

Non tutti gli impianti hanno un piranometro o una cella di riferimento affidabile. Le linee guida di SolarPower Europe elencano diverse fonti per la resa di riferimento, con accuratezza diversa:

• Piranometro sul posto: accuratezza alta, ma richiede pulizia e ricalibrazione periodica.
• Dati da satellite: accuratezza medio-alta, senza hardware da installare; non tengono conto delle ombre locali.
• Celle di riferimento: accuratezza media, costo contenuto.
• Confronto con impianti vicini: accuratezza medio-bassa, senza hardware; la base di confronto va verificata.
• Dati storici: accuratezza bassa; secondo le linee guida la variazione mensile può arrivare a ±20%.

Se segui più impianti nella stessa zona, il confronto della resa specifica giorno per giorno è uno strumento semplice e utile: se in un giorno tutti calano insieme è il meteo, se ne cala uno solo conviene guardarci dentro.

Cosa il contatore fiscale non ti dice

Il contatore misura l'impianto nel suo insieme. Per questo ha dei limiti precisi:

• non dice quale inverter o quale stringa produce meno: un calo del 5% può essere un inverter fermo su venti o uno sporcamento diffuso;
• non misura irraggiamento e temperature;
• non dà i codici di allarme degli inverter;
• la media del quarto d'ora nasconde quello che succede nei singoli minuti.

Per la diagnosi servono quindi i dati degli inverter. Le linee guida di SolarPower Europe indicano, per gli impianti commerciali con più di un inverter, un reporting almeno a livello di inverter, e lo raccomandano per stringa o MPPT dove possibile. Le differenze tra le due fonti sono spiegate in monitoraggio degli inverter o misura fiscale.

Perché i dati del contatore e quelli degli inverter non coincidono

La somma dell'energia degli inverter è quasi sempre diversa da quella del contatore. Le cause normali sono le perdite nei cavi tra inverter e contatore e la diversa precisione degli strumenti. La nota tecnica di SMA indica il contatore come l'unico riferimento valido per la resa e considera segno di malfunzionamento di uno strumento uno scarto superiore al 10% in condizioni nominali. Più che il valore assoluto conta la sua stabilità: se il rapporto tra contatore e inverter cambia di colpo, qualcosa è cambiato nell'impianto o nella misura.

Come organizzare il controllo giorno per giorno

Un monitoraggio utile è fatto di controlli semplici e ripetuti. Una possibile organizzazione:

• Ogni mattina: la curva di ieri di ogni impianto. Cerchi giorni a zero, picchi tagliati, buchi.
• Ogni settimana: la resa specifica degli impianti vicini a confronto.
• Ogni mese: i totali dai registri, confrontati con le misure pubblicate dal distributore e con gli importi del GSE.
• Ogni anno: performance ratio e disponibilità, confrontati con i valori attesi da progetto o da contratto.

Per gli impianti commerciali su tetto le linee guida di SolarPower Europe indicano come buona pratica un confronto mensile delle prestazioni, e annuale come minimo.

Cosa succede quando lo SCADA non risponde

Quando lo SCADA o il router dell'impianto si fermano, i dati degli inverter possono mancare per ore o giorni. Il contatore fiscale invece continua a misurare e conserva la curva nella sua memoria, che ha una capacità limitata e dipende dal modello e dalla configurazione. SolarPower Europe considera buona pratica un sistema di monitoraggio capace di recuperare lo storico dai contatori, proprio per non perdere dati di produzione durante i fermi del monitoraggio.

Il contatore fiscale con enerdata

enerdata legge via GSM i contatori fiscali in carico al produttore, usando modem e SIM già presenti: la curva di ieri ogni mattina, quella di oggi a richiesta, i registri 1.8.0 e 2.8.0 e lo stato dei contatori, con la notifica di quelli che non rispondono. Non legge gli inverter e non sostituisce lo SCADA: lavora accanto, sul dato fiscale. I dettagli sono nella pagina telelettura contatori.

Domande frequenti

Il contatore fiscale basta per monitorare un impianto fotovoltaico?

Basta per sapere quanta energia produce l'impianto, giorno per giorno e quarto d'ora per quarto d'ora, e per accorgersi di fermi e cali. Per capire quale componente non funziona servono anche i dati degli inverter.

Ogni quanto registra il contatore fiscale?

Dipende dalla configurazione del profilo di carico. Di solito l'intervallo è di 15 minuti; alcuni modelli permettono periodi da 1 a 60 minuti.

Posso calcolare il performance ratio solo con il contatore?

No. Il contatore dà l'energia prodotta; per il performance ratio serve anche l'irraggiamento sul piano dei moduli, misurato sul posto o stimato, ad esempio da dati satellitari.

Perché il contatore segna meno degli inverter?

Per le perdite nei cavi tra inverter e contatore e per la diversa precisione degli strumenti. Una differenza stabile nel tempo è normale; una che cambia all'improvviso va verificata.